Vikan - 04.02.1965, Síða 27

Merkilegt fyrirbrigði, hugsanlegur árekstur tveggja vetrarbrauta.
Ráðgátan um uppruna og þróun alveraldar er líklega hin torráðnasta og
um leið hin forvitnilegasta gáta, sem mannsandinn fær glímt við.
Það er því ekki að furða, að margir hugsuðir hafa fyrr og síðar feng-
izt við að leysa hana.
Þeim til aðstoðar hafa á ýmsum tímum komið áhaldasmiðir, uppfinninga-
menn og verkfræðingar, sem samið hafa ný áhöld og nýja tækni, er gert
hefur unnt að skyggnast æ dýpra út í umhverfi jarðar, fyrst til tunglsins
og plánetanna, í sólkerfi voru, síðan út í vetrarbrautina og til hinna næstu
átján vetrarbrauta sem mynda, ásamt henni, hinn svokallaða staðbundna
hnapp (Local Group) og loks til æ fjarlægari vetrarbrauta og óþekktra fyrir-
bæra í órafjarlægð, sem varpa frá sér útvarpsbylgjum en eru ósýnileg,
eða torsýnileg í sterkustu sjónaukum.
Frá því að vera í hugmynd mannsins miðpunktur alveraldar, flöt skífa
með festingum, varð jörðin að kúlu og himingeimurinn opnaði sig. Galilei
sá gegnum sinn heimatilbúna sjónauka, eitt kvöld, að tunglið var ekki
slétt kúla heldur fjöllótt. Og Copernicus hafði endurfundið staðhæfingu
Pythagorasar að sólin snerist ekki í kringum jörðina, heldur öfugt. Brúnó,
munkurinn, sem var brenndur og Galileo trúðu Copernicusarkenning-
unni. Tycho Brahe, hinn víkingslundaði lagði grundvöllinn að nútíma stjörnu-
fræði með mælingum sínum á hreyfingum stjarnanna, sem Kepler og Newton
byggðu síðan á. Newton fann upp holspegil-sjónaukann og falikenning-
una. Samkvæmt henni var tunglið sífellt að falla til jarðar, u.þ.b. 13 fet
á mínútu.
Að miklu leyti byggði Newton á lögmálum Galileos um fallið og lög-
málum Keplers um hreyfingar plánetanna.
Hin stórkostlega þýðing Newtonslögmálanna var, að menn gátu nú með
talsvert miklu öryggi, sagt fyrir um og lýst ýmiskonar fyrirbærum í heimi
raunveruleikans. Þannig var þá komið stjörnufræði og eðlisfræði um miðja
19. öld.
En brátt taka við hraðfara framfarir á sviði eðlisfræðinnar og stjörnu-
fræðinnar. Rafmagn og segulmagn kemur til sögunnar. Rannsóknir á hin-
um minnstu efniseindum og á eðli geislunar. Bylgjukenningin um Ijósið.
í upphafi aldarinnar gerðist hin merka uppgötvun Plancks um skammta-
eðli Ijóssins. Hann fann Ijósskammtinn svokallaða.
Og nú gerist margt í senn. Einstein ber fram afstæðiskenninguna. Ruther-
ford rýnir í atómið og Bohr setur fram fyrri og síðari skammtakenninguna.
Eðli og gerð frumeindanna verður æ Ijósari. f stórum dráttum: kjarnar
samsettir úr svokölluðum prótónum, sem eru jákvætt rafhlaðnar einingar
og nútrónum, sem eru nærri því jafnþungar einingar, en ekki rafmagnað-
ar, og svo af einskonar hvirfilskýi af léttum ögnum, hinum svokölluðu
elektrónum, hlöðnum neikvæðu rafmagni, er sveiflast umhverfis kjarnann,
í mismunandi fjarlægum brautum.
Um það bil 90 mismunandi tegundir af frumeindum eru þeir bygging-
arklossar sem allir jarðneskir hlutir eru gerðir úr. Aðalþungi frumeind-
anna er falinn í kjarnanum. Eru prótóninn og nútrónan álíka þungir, nú-
trónan aðeins þyngri. Þó getur fjöldi nútrónanna oft verið annar og meiri en
fjöldi prótrónanna f sömu frumeindinni, og er þá talið að um annan
fstótóp sé að ræða af efninu.
Mjög erfitt er að aðskilja kjarna sama efnis, eftir ísótópum, og aðeins
einn kjarni finnst í náttúrunni, sem er þesskonar ísótóp að hann megi
nota til kjarnorkulausnar. Er það úraníum, sem inniheldur 92 prótóna og
143 nútróna og táknast U235. Af þessu efni finnst aðeins 1% í venju-
legu úraníum, sem er U238 (92 prótónar og 146 nútrónar). Aðskilnaður
U235 fr£, (J288 var erfiðasta framkvæmdin við framleiðslu kjarnorkuefnis
í Oak Ridge verksmiðjunum, sem fyrstar leystu þetta vandamál.
Margt bendir til að undirstöðukjarni alls efnis sé vetnið og að úr því
SKÝRINGAR VIÐ TEIKNINGUNA.
Veröldin í íormi Hyperboloydu — einskonar timagias — með falli vetrarbrauta og geimryks úr cfni og antiefni, frá sitt hvorum fleti inn að miðju, með sívax-
andi hraða eftir því sem þær fjarlsegjast meir hverja aðra og náigast þyngdarpunkt eða faildjúp kerfisins, þar sem efni og antiefni upphefja hvort annað í
geysilegri sprengingu og síbruna.
Frá þessum stað þeytist ýmiskonar geislun, gas og ryk, eftir segul- og þyngda rbrautum, unz efnið fer að kólna og dragast saman í ský og síðar í stærri)
efnisagnir, hnetti, sólir og sólkerfi, sem taka á ný að falla inn að brenni- og þyngdarpunkti veraldar. Utan við þcssa afmörkuðu vcröld má hugsa sér tóm, unz
komið væri að öðrum samskonar eða svipuðum kerfum. Gætu milljónir slíkra kerfa verið eins og frumcindir í yfirskilvitlegum líkama eða efnissameindum.
Einnig í jarðneskum frumeindum er tóm og á milli þeirra er tóm, og í þeim er bæði hreyfing og rafmagn, segulsvið og orka. elektrónuskýin umhverfis þau
eru fangamark þeirra er þau bindast öðrum frumeindum tli að byggja upp efni. Alla jafna geisla þau ckki frá sér orku heldur halda henni innibyrgðri eins
og kerfi það sem hér cr sýnt af veröldinni.
20 VIKAN 5. tbl.
M£)X M - C-
^LCrr* fri2A2*r
m&í'C'/ y /«r/v- c
/CCC /^ffCA.A /itTsr
/c -ic jt.' ft i'c <jC t
7 /it , i i?/A.C/?AM
séu allir kjarnar myndaðir. En í innanverðum brennandi sólum virðast mjög
samsettir kjarnar myndast. Við ýmiskonar skilyrði gefa þessir kjarnar frá
sér geislun. Og sífellt eru að finnast smærri einingar heldur en hér hefur
verið getið. Rannsóknum er þrotlaust haldið áfram og ný sjónarmið opnast
og vaxandi skilningur, sem jafnframt leiðir til aukins skilnings á eðli
sólkerfa, vetrarbrauta og veraldar allrar.
Talið er, að tekizt hafi að rýna allt að sex þúsund milljón ár aftur
í tímann. Svarar þetta til 57.000.000.000.000.000.000.000 km vegaelgnd-
ar. Þvi að það tekur Ijósið 6000 milljón ár að fara þessa leið. Og svona
gamalt er það Ijós, sem litrofssjáin aðgreinir, þegar horft er á vetrar-
brautirnar I.A.U.14 N 5 A í BOOTES í 200 tommu stjörnukíki. En litrofið
hefur hreyfst til hægri í áttina til rauða hlutans, og fjólublái hlutinn lent
í græna hluta rofsins, sem gefur í skyn, að þessar vetrarbrautir séu á mjög
hraðri ferð frá oss, sem sé með nær hálfum Ijóshraða eða með um
140,000 km hraða á sek. Myndi þetta nema um 500 milljón km hraða á
klst., þeim til aukins skilnings, sem stýra flugvélum og bifreiðum!
Þessi útreikningur á firnd fjarlægra vetrarbrauta er byggður á þeirri
athugun, að þeim mun fjær sem ein vetrarbraut er, þeim mun örar flýr
hún oss, þannig að fjarlægð og hraði eru proportional, standa í réttum
beinlínu hlutföllum. Tvöfaldur hraði þýðir tvöfalda fjarlægð o.s.frv.
En þegar hraðinn eykst mjög, á Ijósið erfiðara með að skína til baka
og bylgjur þess lengjast, að því er virðist, í litrofinu og flytjast til, þannig
að af tilflutningnum má ráða flóttahraða viðkomandi vetrarbrautar og þar
með fjarlægð. En af fjarlægðinni má síðan reikna út hve gamalt það Ijós
er, sem nær auga voru.
Þannig erum vér sífellt að skoða eldgamla fortíð og lifum að því leyti f
fortíðinni, jafnframt því, sem vér lifum í nútíðinni eða rétt nýliðinni tíð.
Eins og áður var sagt er vetrarbraut voru ein af 19 samskipa vetrar-
brautum og risavexin að stærð. Andspænis henni, við nær miðjan vetrar-
brautarhnappinn, er önnur risavaxin vetrarbraut er nefnist Andromeda, en
hluti af henni er M 31.
Samanlagt efni þessarra tveggja vetrarbrauta er um 400.000.000.000
sinnum meira en í sólinni. Vetrarbraut vor er spfrallaga og þykkist að
miðjunni en þynnist að röndunum. Sólkerfi vort er út við röndina. Inn að
miðju er reiknað með fjarlægðinni 2,4x101T eða 240.000.000.000.000.000
km. Þykktin um miðju er Ys af þvermálinu og í henni eru talin vera 10
þúsund milljón sólkerfi. Snúningshraði hennar er talinn 200 km/sek.
Til þess að mæla þessar miklu fjarlægðir er óhentugt að nota mílur eða
kílómetra og eru í staðinn notaðar einingar er nefnast PARSECS. Jafngildir
einn Parsecs um það bil 20.000.000.000.000 eða 20 milljón milljón mflum.
Mælt í þessum einingum er fjarlægð sólkerfis vors til miðju vetrarbrautar
um 8000 Parsecs. Fjarlægðin til Andromeda hins vegar 450.000 Parsecs.
Næst eftir að farið er frá 19-vetrarbrautahnappnum er komið að öðrum
vetrarbrautahnappi, í um 2.500.000 Parseca fjarlægð. [ honum er hinn fagri
spírall M 81. En fjær, í um 10 milljón parseca fjarlægð, birtist mikið vetr-
arbrautasafn, VIRGO-skýið, er telur um 1000 sýnilegar vetrarbrautir. Og
loks sjást aðrar vetrarbrautir eins og COMA, sem líklega er f 50 milljón
Parseca fjarlægð.
í 150 milljón Parseca fjarlægð sézt Corena Borealis. En er enn dregur
fjær er fjöldi vetrarbrautanna svo mikill, að tölu verður ei á komið. Enda
eru sumar mjög daufar. Nefna má vetrarbrautina HYDRA, f 400 milljón
Parseca fjarlægð. Og fjarlægustu vetrarbrautir, sem vart verður við, kunna
að vera í 1500 til 1800 milljón Parseca fjarlægð.
Úr því að komið er í 1000 milljón parseca fjarlægð sjást aðeins allra
stærstu vetrarbrautasöfnin. Þannig myndi, ef vetrarbrautahnappur vor væri
Framhald á bls. 41.
VIKAN 5. tbl. 27